Diseño y desarrollo de modelo BTI y SRAM basado en HEMT 3D InGaAs para una aplicación segura y confiable de Internet de las cosas
Autores: Yadav, Nandakishor; Alashi, Mahmoud; Choi, Kyuwon Ken
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Diseño y desarrollo de modelo BTI y SRAM basado en HEMT 3D InGaAs para una aplicación segura y confiable de Internet de las cosas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Silicio
CMOS
Indio-Galio-Arsenio
Movilidad
Transistores de Alta Movilidad de Electrones
Inestabilidad de Sesgo-Temperatura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Es ampliamente aceptado que el CMOS basado en silicio ha alcanzado sus límites de escalamiento y se necesitan materiales de sustrato alternativos para los nodos tecnológicos futuros. Un dispositivo basado en Indio-Galio-Arseniuro (InGaAs) está bien situado para los próximos nodos tecnológicos. Este material también tiene una mejor movilidad de los electrones y huecos para el alto rendimiento y el diseño de sistemas en tiempo real. La mejora en la movilidad ayuda a aumentar la frecuencia de operación del dispositivo, lo cual es útil para aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT). Sin embargo, los Transistores de Alta Movilidad Electrónica (HEMT) basados en InGaAs limitan la fiabilidad del dispositivo debido a la presencia de enlaces colgantes en las interfaces de aislamiento canal-puerta. Los enlaces colgantes débiles se rompen bajo estrés eléctrico, y los átomos de hidrógeno positivos quedan atrapados en el óxido. Esta captura de carga depende de los parámetros del material y la geometría del dispositivo. En este documento, se modifica el modelo existente de Inestabilidad de Temperatura de Sesgo (BTI) en función de los parámetros del material y la geometría del dispositivo. La captura de carga y las constantes de recocido son los parámetros más críticos del modelo BTI que se modelan y evalúan en función de diferentes parámetros de material HEMT. El modelo propuesto se comparó con resultados experimentales y de simulación TCAD. El modelo propuesto se ha utilizado para la predicción de la vida útil de la celda de Memoria Estática de Acceso Aleatorio (SRAM) basada en InGaAs HEMT porque se utiliza para almacenar y procesar la información en las aplicaciones de IoT.
Descripción
Es ampliamente aceptado que el CMOS basado en silicio ha alcanzado sus límites de escalamiento y se necesitan materiales de sustrato alternativos para los nodos tecnológicos futuros. Un dispositivo basado en Indio-Galio-Arseniuro (InGaAs) está bien situado para los próximos nodos tecnológicos. Este material también tiene una mejor movilidad de los electrones y huecos para el alto rendimiento y el diseño de sistemas en tiempo real. La mejora en la movilidad ayuda a aumentar la frecuencia de operación del dispositivo, lo cual es útil para aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT). Sin embargo, los Transistores de Alta Movilidad Electrónica (HEMT) basados en InGaAs limitan la fiabilidad del dispositivo debido a la presencia de enlaces colgantes en las interfaces de aislamiento canal-puerta. Los enlaces colgantes débiles se rompen bajo estrés eléctrico, y los átomos de hidrógeno positivos quedan atrapados en el óxido. Esta captura de carga depende de los parámetros del material y la geometría del dispositivo. En este documento, se modifica el modelo existente de Inestabilidad de Temperatura de Sesgo (BTI) en función de los parámetros del material y la geometría del dispositivo. La captura de carga y las constantes de recocido son los parámetros más críticos del modelo BTI que se modelan y evalúan en función de diferentes parámetros de material HEMT. El modelo propuesto se comparó con resultados experimentales y de simulación TCAD. El modelo propuesto se ha utilizado para la predicción de la vida útil de la celda de Memoria Estática de Acceso Aleatorio (SRAM) basada en InGaAs HEMT porque se utiliza para almacenar y procesar la información en las aplicaciones de IoT.